高层建筑天然地基稳定性评价(图文)

论文导读：地基稳定性评价是民用建筑工程地质勘察中最主要的任务，为了保证建筑物的安全稳定和正常使用，必须地基对的稳定性进行评价。
关键词：高层建筑，天然地基稳定性，评价
 

0引言

地基稳定性评价是民用建筑工程地质勘察中最主要的任务，为了保证建筑物的安全稳定和正常使用，必须地基对的稳定性进行评价。[1]对地基的评价包括[2]：1）场地和地基的整体稳定性；2）地基均匀性评价；3）地基变形性评价（估计建筑物的沉降,倾斜,差异沉降）；4）提出地基承载力标准值，根据岩土工程条件,提出基础和结构的设计施工措施及监测工作的建议。文章以成都某拟建大楼为实例，对高层建筑场地的天然地基进行评价。

1工程概况

拟建大楼位于成都市南延线东侧，地形平坦，交通便捷。该大楼由一座24F办公楼（主楼）和一座3F的员工餐厅（附楼）组成，大楼带三层地下室（-11.5m）。其中办公楼高99.20m,平面尺寸75.6m×30.79m；员工餐厅高22.40m, 47.3m×43.15m。

2地层岩性

根据现场钻探取芯鉴别，主要地层与地层描述如下：

①生活填土层：疏松，欠固结，均匀性极差，厚约2m。②粘土（Q3al+pl）：灰黄色，可塑，干强度中等，厚0.7～2.9m。 ③粉质粘土（Q3al+pl）：褐黄色，硬塑为主，干强度中等，层厚0.7～3.8m。 ④粉土（Q3al+pl）：褐黄色，稍湿，稍密～中密，干强度中等，厚0.5～2.4m。⑤淤泥质粉土（Q4al+pl）：黑褐色，软塑，主要为淤泥质粉土，含有机质，高压缩性，抗剪强度很低，厚0.6～0.7m。⑥砂土（Q3al+pl）：灰色，稍湿～湿，以细砂为主，局部地段含有少量粉土，厚1.1～5.0m。⑦卵石土（Q3al+pl），厚 5.0～9.7 m，此层分为四个亚层。松散卵石：⑦1卵石含量小于55%，排列混乱，绝大部分不接触，N120≤4击/dm，场区内主要分布于卵石层顶部⑦2稍密卵石：卵石含量55～60%，排列混乱，大部分不接触，N120＝4～7击/dm；⑦3中密卵石：卵石含量60～70%，呈交错排列，大部分接触，N120＝7～10击/dm；⑦4密实卵石：卵石含量大于70%，呈交错排列，连续接触，N120＞10击/dm。⑧白垩系灌口组泥岩层（K2g），按风化成度分为：⑧1强风化泥岩，紫红色，中厚层状构造，岩层风化强烈，沿裂隙带夹薄层全风化泥岩，取芯多呈碎块状、土状，易钻进。论文参考网。⑧2中等风化泥岩，棕红色，主要由粘土矿物组成，裂隙稍发育，岩芯呈短柱状～长柱状，采取率85％以上。⑨白垩系灌口组粉砂质泥岩层（K2g）：棕红色，为场地基岩的主要岩性，裂隙稍发育，岩芯呈短柱状～长柱状，采取率85％以上。

3地基土物理力学指标

根据现场原位测试成果、室内土工试验结果结合现场钻探取芯鉴别，测出各岩土层的物理力学性质指标。表1为各地基土承载力特征值，极限承载力标准值为承载力特征值的两倍。

表1 各地基土承载力特征值

4 场地稳定性及建筑适宜性评价

场区地壳处于稳定状态，对拟建物无不良影响。拟建场地地形平坦，地貌单一，场地无断裂、滑移等影响场地稳定性的不良地质作用，适宜建筑。

5 天然地基评价

6.1 各层地基土评价

不宜做持力层地基土：1）生活填土①（填土）属高压缩性土，均匀性极差；2）粘土②，可塑，仅局部分布；3）粉质粘土③，断续分布且厚薄分布不均，变化较大；4）粉土④，力学性质较差，土层内部软弱不均，属承载力偏低的地基土；5）淤泥质粉土⑤，软塑状态，承载力低，属高压缩性土，均匀性极差；6）砂土⑥，载力较低；7）卵石层中的细砂透镜体或薄层为相对软弱下卧层；8）⑧1强风化泥岩,强风化厚度不大,力学性质相对较差,承载力中等偏低，差异性风化显著。

可选做持力层地基土：1）卵石⑦土物理力学性质好，是场区内良好的基础持力层；2）⑧2中风化泥岩力学性质相对较好，可选作基础持力层；3）粉砂质泥岩⑨，中风化，力学性质好，强度较高，可选作基础持力层。

6.2 地基土均匀性评价

本场地地基土以砂卵石层为主，其总体均匀性较好。地基持力层主要为低压缩性的稍密卵石、中密卵石、密实卵石，其持力层底面的坡度值在2.7%～8.9%小于10%，持力层及下卧层在基础宽度方向的厚度差值在0.10m～1.32m小于0.05b(1.55m)，因此可初步判定场地地基为均匀地基。

表2 压缩层内各土层压缩模量当量值评价

Esmax(MPa)	Esmin(MPa)	各钻孔Es的平均值(MPa)	不均匀系数界限值K	Esmax/Esmin	均匀性判别
54.00	37.72	49.10	2.5	1.43	均匀

备注：Es

为定量评价场地地基的均匀性，现选择高层部分办公大楼各勘探点按《高层建筑岩土工程勘察规程》（JGJ72-2004）第8.2.4条[3]对高层建筑物场地地表13m以下的地基进行均匀性评价，计算结果见表2。经计算Esmax/Esmin=1.43，小于地基不均匀系数值2.5，由此判定场地地基为均匀地基。论文参考网。

6.3 地基土变形评价

根据《高层建筑岩土工程勘察规程》（JGJ72-2004）第B.0.1式[3]：计算沉降量及相对倾斜值（见表3）。

表3 地基沉降与相对倾斜计算成果表

备 注：1、基础允许沉降量为200mm；2、基础允许倾斜为0.002。

由表3可知，拟建物相对倾斜及沉降量均满足GB50007-2002要求[4]。根据成都地区已有的卵石载荷试验资料和已有高层建筑沉降观测资料，卵石土地基在建筑荷载长期作用下地基最终沉降量不大，以卵石土为基础持力层的建筑物在建筑物封顶时沉降已完成60%，一年后完成89%，最终沉降一般在1～2年完成。

6.4 天然地基土承载力评价

预计大楼地下室基底埋深-13.0m，基底附近主要为密实卵石⑦4，局部有稍密卵石⑦2、中密卵石⑦3透镜体薄层。因此，设计可采用以中密卵石⑦3、密实卵石⑦4、稍密卵石⑦2为持力层的天然地基筏板基础。

办公楼基底荷载500KPa，职工餐厅基底荷载180KPa，因地下室基底埋深一致，取最大荷载500KPa；稍密卵石⑦2地基承载力特征值按340KPa采用，依据规范GB50007-2002第5.2.4式进行深宽修正计算如下[4]：，式中：，γ=11KN/m3，b=6.0，，γm=12.7KN/m3。经计算得fa=1137.5（kpa）

卵石地基（假设为松散卵石），按规范（JGJ72-2004）附录A[3]，天然地基极限承载力估算如下：，松散卵石φk值按35取用，查表并计算得fu=4785KPa。

综上所述，经修正后的地基承载力特征值和天然地基极限承载力估算值均大于筏板基础基底压力值500KPa。即使将天然地基极限承载力估算值取安全系数3.0，其值f′a=1595KPa，仍大于筏板基底压力值，可满足设计要求。

7 结论与建议

该场地天然地基总体属均匀地基。论文参考网。根据上述分析和评价本报告建议采用天然地基筏板基础，以中密～密实卵石层作为办公楼基础持力层；职工餐厅以天然稍密～中密卵石作为基础持力层；或可采用桩基础，桩型宜选择人工挖孔灌注桩基础，选择中风化泥岩⑧2为桩端持力层，单桩承载力应通过现场试验确定，人工挖孔灌注桩须采用较大幅度降低场地地下水位和强有力的安全措施，并对桩底持力层进行检测工作，和进行一桩一孔的施工勘察。

参考文献
[1]李智毅，杨欲云，工程地质学概论，中国地质大学出版社，1994；
[2]华南工学院等，地基与基础，中国建筑工业出版社，1989；
[3]中华人民共和国建设部，《高层建筑岩土工程勘察规程》（JGJ72-2004），中国建筑工业出版社，2004；
[4]中华人民共和国建设部，《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002），中国建筑工业出版社，2002；
[5]中华人民共和国建设部，《岩土工程勘察规范》（GB50021-2001），中国建筑工业出版社，2001。